Time and Frequency at the Laboratoire de physique des lasers (LPL)

Dispositif optique de spectroscopie moléculaire. Le faisceau rouge sert à l’alignement des miroirs et de la cellule contenant le gaz moléculaire. Un laser à cascade quantique à 10 microns sonde des transitions d’absorption de molécules contenues dans une cellule de pression contrôlée. Ce laser est stabilisé sur un peigne de fréquences, lui-même stabilisé sur une référence de fréquence optique transmise par une fibre optique de 43 km du LPL (Laboratoire de Physique des Lasers) à Villetaneuse, au…

Chercheur alignant le faisceau d'un laser dans une cellule. Celle-ci est remplie d'une vapeur d'acétylène possédant des transitions moléculaires autour d'1,55 micromètre sur lesquelles est asservie la fréquence du laser avec une précision de l'ordre du kHz. Ces sources laser stabilisées sont notamment utilisées dans le contexte de l'augmentation des débits pour les télécommunications par fibre optique.

Scientifique optimisant un montage instrumental de comparaison de fréquence utilisant un peigne de fréquence optique d’un laser à impulsions femtosecondes, au LPL (Laboratoire de Physique des Lasers) à Villetaneuse, en Île-de-France. Ce peigne de fréquences est stabilisé sur une référence de fréquence optique transmise par une fibre optique de 43 km du LPL au SYRTE (Système de Référence Espace-Temps) à Paris, raccordée aux horloges atomiques du SYRTE, et distribuée localement au LPL.

Scientifique optimisant un montage optique de comparaison de fréquence utilisant un peigne de fréquence optique d’un laser à impulsions femtosecondes. Ce peigne de fréquences est stabilisé sur une référence de fréquence optique transmise par une fibre optique de 43 km du LPL (Laboratoire de Physique des Lasers) à Villetaneuse, au SYRTE (Système de Référence Espace-Temps) à Paris, raccordée aux horloges atomiques du SYRTE, et distribuée localement au LPL. Il sert à contrôler la fréquence d’un…

Scientifique optimisant un montage optique de comparaison de fréquence utilisant un peigne de fréquence optique d’un laser à impulsions femtosecondes. Ce peigne de fréquences est stabilisé sur une référence de fréquence optique transmise par une fibre optique de 43 km du LPL (Laboratoire de Physique des Lasers) à Villetaneuse, au SYRTE (Système de Référence Espace-Temps) à Paris, raccordée aux horloges atomiques du SYRTE, et distribuée localement au LPL. Il sert à contrôler la fréquence d’un…

Scientifique optimisant un montage optique de comparaison de fréquence utilisant un peigne de fréquence optique d’un laser à impulsions femtosecondes. Ce peigne de fréquences est stabilisé sur une référence de fréquence optique transmise par une fibre optique de 43 km du LPL (Laboratoire de Physique des Lasers) à Villetaneuse, au SYRTE (Système de Référence Espace-Temps) à Paris, raccordée aux horloges atomiques du SYRTE, et distribuée localement au LPL. Il sert à contrôler la fréquence d’un…

Réglage de la position d'un cristal dans un dispositif optique de somme de fréquences pour un laser à cascade quantique à 10 microns et un peigne de fréquence. Ce peigne de fréquences est stabilisé sur une référence de fréquence optique transmise par une fibre optique de 43 km du LPL(Laboratoire de Physique des Lasers) à Villetaneuse, au SYRTE (Système de Référence Espace-Temps) à Paris, raccordée aux horloges atomiques du SYRTE, et distribuée localement au LPL. Il sert à contrôler la fréquence…

Scientifique réglant la position d'un cristal dans un dispositif optique de somme de fréquences pour un laser à cascade quantique à 10 microns et un peigne de fréquence. Ce peigne de fréquences est stabilisé sur une référence de fréquence optique transmise par une fibre optique de 43 km du LPL (Laboratoire de Physique des Lasers) à Villetaneuse, au SYRTE (Système de Référence Espace-Temps) à Paris, raccordée aux horloges atomiques du SYRTE, et distribuée localement au LPL. Il sert à contrôler…

Scientifique visualisant le signal de contrôle de fréquence d’un laser à cascade quantique à 10 microns. Ce laser est stabilisé sur un peigne de fréquences, lui-même stabilisé sur une référence de fréquence optique transmise par une fibre optique de 43 km du LPL (Laboratoire de Physique des Lasers) à Villetaneuse, au SYRTE (Système de Référence Espace-Temps) à Paris, et raccordée aux horloges atomiques du SYRTE.

Scientifique visualisant le signal de contrôle de fréquence d’un laser à cascade quantique à 10 microns. Ce laser est stabilisé sur un peigne de fréquences, lui-même stabilisé sur une référence de fréquence optique transmise par une fibre optique de 43 km du LPL (Laboratoire de Physique des Lasers) à Villetaneuse, au SYRTE (Système de Référence Espace-Temps) à Paris, et raccordée aux horloges atomiques du SYRTE.

Scientifique optimisant l’injection d’un laser dans un spectromètre optique. L’ensemble du dispositif permet de contrôler la fréquence d’un laser à cascade quantique à 10 microns sur un peigne de fréquences au LPL (Laboratoire de Physique des Lasers) à Villetaneuse. Ce peigne est lui-même stabilisé sur une référence de fréquence optique transmise par une fibre optique de 43 km du LPL au SYRTE (Système de Référence Espace-Temps) à Paris, et raccordée aux horloges atomiques du SYRTE.

Scientifique optimisant l’injection d’un laser dans un spectromètre optique. L’ensemble du dispositif permet de contrôler la fréquence d’un laser à cascade quantique à 10 microns sur un peigne de fréquences au LPL (Laboratoire de Physique des Lasers) à Villetaneuse. Ce peigne est lui-même stabilisé sur une référence de fréquence optique transmise par une fibre optique de 43 km du LPL au SYRTE (Système de Référence Espace-Temps) à Paris, et raccordée aux horloges atomiques du SYRTE.

Dispositif de spectroscopie moléculaire à 10 micromètres. Un laser à cascade quantique à 10 microns sonde des transitions d’absorption de molécules contenues dans une cellule de pression contrôlée. Ce laser est stabilisé sur un peigne de fréquences, lui-même stabilisé sur une référence de fréquence optique transmise par une fibre optique de 43 km du LPL (Laboratoire de Physique des Lasers) à Villetaneuse, au SYRTE (Système de Référence Espace-Temps) à Paris, et raccordée aux horloges atomiques…

Scientifique optimisant un montage instrumental de comparaison de fréquence utilisant un peigne de fréquence optique d’un laser à impulsions femtosecondes, au LPL (Laboratoire de Physique des Lasers) à Villetaneuse, en Île-de-France. Ce peigne de fréquences est stabilisé sur une référence de fréquence optique transmise par une fibre optique de 43 km du LPL au SYRTE (Système de Référence Espace-Temps) à Paris, raccordée aux horloges atomiques du SYRTE, et distribuée localement au LPL.

Alignement d'un faisceau laser dans une cellule. Celle-ci est remplie d'une vapeur d'acétylène possédant des transitions moléculaires autour d'1,55 micromètre sur lesquelles est asservie la fréquence du laser avec une précision de l'ordre du kHz. Ces sources laser stabilisées sont notamment utilisées dans le contexte de l'augmentation des débits pour les télécommunications par fibre optique.

Cellule remplie d'une vapeur d'acétylène sous faible pression traversée par un faisceau laser infrarouge. Ce dernier sonde une transition moléculaire à 1,55 micromètre sur laquelle sa fréquence optique est asservie. Ces sources laser stabilisées sont notamment utilisées dans le contexte de l'augmentation des débits pour les télécommunications par fibre optique.

Cellule remplie d'une vapeur d'acétylène sous faible pression traversée par un faisceau laser infrarouge. Ce dernier sonde une transition moléculaire à 1,55 micromètre sur laquelle sa fréquence optique est asservie. Ces sources laser stabilisées sont notamment utilisées dans le contexte de l'augmentation des débits pour les télécommunications par fibre optique.

Module de laboratoire pour les applications de peigne de fréquences compactes. Le module a été réalisé au laboratoire FOTON à partir d’une puce laser à semiconducteurs du 3-5 Lab. La lumière issue de la puce au centre de la photo est collectée dans une lentille puis couplée dans une fibre optique.

Gros plan sur la puce laser du 3-5 Lab dans le module de laboratoire utilisé pour des applications de peigne de fréquences compacts au laboratoire LPL.

Chercheur observant l'affichage d'un analyseur de spectre radio-fréquence. Cet appareil donne le contenu spectral d'un signal électrique résultant ici du battement optique entre deux sources laser, l'une d'elles constituant une référence de fréquence optique. Le spectre optique est affiché sur l'analyseur (appareil en bas à gauche). Un compteur de fréquence (appareil en bas à droite) piloté par un ordinateur (en haut à gauche) permet de mesurer le niveau de stabilité de la fréquence du laser…

Jet d'eau éclairé avec une lumière stroboscopique, expérience pédagogique de l'association Atouts Sciences. Le jet est éclairé par un flash pendant que son extrémité est agitée à l'aide d'un système vibrant de manière à créer des illusions d'optique, comme l'impression que l'eau remonte ou que des jets d'eau se multiplient à l’infini. Il s'agit d'illusions par succession d'images à des cadences de quelques dizaines de hertz. Pour avoir par exemple l'illusion que l’eau remonte, la fréquence des…

Laser hélium-néon à cœur ouvert, expérience pédagogique de l'association Atouts Sciences. Cette expérience est utilisée pour montrer les différentes briques d’un laser (milieu amplificateur, pompage, cavité) et expliquer le fonctionnement de ce type de source lumineuse. La lumière blanche dans la partie centrale (décharge électrique) est due à l’émission spontanée de lumière. Le spot rouge sur le miroir à droite de l’image correspond à l’émission stimulée : la lumière laser. L’expérience permet…

Plaque photosensible illuminée par un laser afin de restituer l’image holographique d’un dé en 3 dimensions, expérience pédagogique de l'association Atouts Sciences. Pour l’enregistrement de l’hologramme, le dé est posé derrière une plaque photosensible éclairée par une diode laser rouge. La lumière est diffusée par l’objet vers la plaque photosensible, sur laquelle arrive également la lumière provenant directement du laser. Les deux ondes, celle réfléchie par le dé et celle venant du laser,…

Petites particules de plastique chargées électriquement en lévitation à quelques millimètres au-dessus d'un circuit imprimé, expérience pédagogique de l'association Atouts Sciences. Ce circuit est constitué de deux conducteurs portés à une très grande différence de potentiel (tension de 1 400 volts). La force électrique ainsi générée repousse les particules chargées et les maintient en lévitation.

Cascade composée de trois trous par lesquels s’écoulent des jets d'eau éclairés de l’intérieur par différents faisceaux lasers (rouge, vert et bleu), expérience pédagogique de l'association Atouts Sciences. Le dispositif montre que la lumière ne se propage pas toujours en ligne droite. Ici elle est totalement réfléchie à l’interface entre l’eau et l’air, c’est le phénomène de réflexion totale. Ce phénomène est à la base du guidage de la lumière dans les fibres optiques utilisées sur le réseau…

Intérieur d'un laser à CO2. La pureté spectrale de ce type de laser est d’une qualité exceptionnelle. Avec, il est possible de mesurer des fréquences de vibrations moléculaires très précises, jusqu’à 14 ou 15 chiffres significatifs. Ceci permet de mettre en évidence des effets physiques très subtils.

Scientifique réglant le diaphragme pour l'alignement du faisceau d'un laser CO2, invisible à l'oeil nu. Une fois aligné, il traverse une enceinte à vide dans laquelle sont produits des jets de molécules organométalliques contenant des atomes lourds, comme par exemple le rhénium. Il est utilisé pour des mesures spectroscopiques de précision sur des molécules complexes et permet notamment l'étude d’espèces chirales (molécules possédant deux configurations possibles, images l’une de l’autre dans…

Alignement du banc optique permettant de mettre en forme le faisceau d'un laser CO2 (enceinte bleue sur l'image) invisible à l’œil nu. Une fois aligné, le laser traverse une enceinte à vide dans laquelle sont produits des jets de molécules polyatomiques complexes et est utilisé dans des mesures spectroscopiques de précision sur ces espèces. La pureté spectrale de ce laser à CO2 est d’une qualité exceptionnelle. Combiné au jet moléculaire, le dispositif permet des mesures d’énergie de vibrations…

Alignement du banc optique permettant de mettre en forme le faisceau d'un laser CO2 (enceinte bleue sur l'image) invisible à l’œil nu. Une fois aligné, le laser traverse une enceinte à vide dans laquelle sont produits des jets de molécules polyatomiques complexes et est utilisé dans des mesures spectroscopiques de précision sur ces espèces.La pureté spectrale de ce laser à CO2 est d’une qualité exceptionnelle. Combiné au jet moléculaire, le dispositif permet des mesures d’énergie de vibrations…

Enceinte à vide dans laquelle sont produits des jets de phases gazeuses de molécules polyatomiques complexes comme des organométalliques contenant des atomes lourds, par exemple le rhénium. Ces systèmes moléculaires sont sondés avec des lasers moyen-infrarouge dont le faisceau traverse l’enceinte. L'étude d’espèces chirales (molécules possédant deux configurations possibles, images l’une de l’autre dans un miroir) de cette sorte a pour but de mettre en évidence la différence d’énergie infime…

Scientifique réglant des composants optiques pour aligner le faisceau d’un laser à CO2 (enceinte bleue à droite de l'image) dans une cavité Fabry-Perot constituée de deux miroirs se faisant face. Des molécules de tétroxyde d'osmium sont introduites dans cette cavité. Leur fréquence de vibration sert alors de référence pour stabiliser la fréquence du laser à CO2. Une fois stabilisé en fréquence, la pureté spectrale de ce laser à CO2 est d’une qualité exceptionnelle. Avec, il est possible de…

Scientifique réglant des composants optiques pour aligner le faisceau d’un laser à CO2 (enceinte bleue à droite de l'image) dans une cavité Fabry-Perot constituée de deux miroirs se faisant face. Des molécules de tétroxyde d'osmium sont introduites dans cette cavité. Leur fréquence de vibration sert alors de référence pour stabiliser la fréquence du laser à CO2. Une fois stabilisé en fréquence, la pureté spectrale de ce laser à CO2 est d’une qualité exceptionnelle. Avec, il est possible de…

Scientifique réglant un dispositif électronique de contrôle de la fréquence d’émission d’un laser CO2. La manipulation a pour but d'enclencher l'asservissement de celui-ci sur le signal d’absorption d’une molécule utilisée comme référence. La pureté spectrale de ce laser à CO2 est alors d’une qualité exceptionnelle. Combiné à un dispositif de jet moléculaire, cette expérience permet des mesures d’énergie de vibrations moléculaires très précises, jusqu’à 14 ou 15 chiffres significatifs.

Scientifique réglant des composants optiques pour aligner le faisceau d’un laser à CO2 (enceinte bleue sur la photo) dans une cavité Fabry-Perot constituée de deux miroirs se faisant face. Des molécules de tétroxyde d'osmium sont introduites dans cette cavité en quantité contrôlée. Sur le laser est posé le lecteur d’une jauge mesurant la pression dans la cavité et permettant de contrôler la quantité de tétroxyde d'osmium injecté. La fréquence de vibration de ces molécules sert alors de…

Scientifique réglant des composants optiques pour aligner le faisceau d’un laser dans une cavité Fabry-Perot constituée de deux miroirs se faisant face. Des molécules de tétroxyde d'osmium sont introduites dans cette cavité. Sur le laser est posé le lecteur d’une jauge mesurant la pression dans la cavité et permettant de contrôler la quantité de tétroxyde d'osmium injecté. La fréquence de vibration de ces molécules sert alors de référence pour stabiliser la fréquence du laser à CO2. Une fois…

Scientifique réglant des composants optiques pour aligner le faisceau d’un laser dans une cavité Fabry-Perot constituée de deux miroirs se faisant face. Des molécules de tétroxyde d'osmium sont introduites dans cette cavité. Sur le laser est posé le lecteur d’une jauge mesurant la pression dans la cavité et permettant de contrôler la quantité de tétroxyde d'osmium injecté. La fréquence de vibration de ces molécules sert alors de référence pour stabiliser la fréquence du laser à CO2. Une fois…

Scientifique remplissant d'azote liquide un réservoir permettant de refroidir un photodétecteur. Le refroidissement du photodétecteur permet d'empêcher l'agitation thermique qui, à température ambiante, saturerait la réponse du photodétecteur.

Scientifique réglant le diaphragme pour l'alignement du faisceau d'un laser CO2, invisible à l'oeil nu. Une fois aligné, il traverse une enceinte à vide dans laquelle sont produits des jets de molécules organométalliques contenant des atomes lourds, comme par exemple le rhénium. Il est utilisé pour des mesures spectroscopiques de précision sur des molécules complexes et permet notamment l'étude d’espèces chirales (molécules possédant deux configurations possibles, images l’une de l’autre dans…

Scientifique réglant des miroirs pour superposer le faisceau d’un laser à cascade quantique à celui d’un laser à CO2 et les diriger sur un photodétecteur. Cela va permettre d’asservir la phase du laser à cascade quantique sur celle du laser à CO2 et ainsi de recopier les qualités de ce dernier, qui sert de référence. On peut alors obtenir un laser à cascade quantique de pureté spectrale exceptionnelle avec lequel il est possible de mesurer des fréquences de vibrations moléculaires très précises…

Scientifique optimisant un montage instrumental de transfert de fréquence par lien optique fibré (câbles jaunes). Des lasers ultrastables, raccordés aux signaux émis par l'horloge atomique à strontium du NPL (National Physical Laboratory) au Royaume-Uni et par celle du SYRTE (Système de Référence Espace-Temps) à Paris, sont transmis par fibres optiques, reçus et comparés au LPL (Laboratoire de Physique des Lasers) à Villetaneuse. Cela permet des études de métrologie des fréquences et des tests…

Scientifique visualisant le battement de deux lasers ultrastables transmis par lien optique fibré (câbles jaunes). Ces lasers ultrastables, raccordés aux signaux émis par l'horloge atomique à strontium du NPL (National Physical Laboratory) au Royaume-Uni et par celle du SYRTE (Système de Référence Espace-Temps) à Paris, sont transmis par fibres optiques, reçus et comparés au LPL (Laboratoire de Physique des Lasers) à Villetaneuse. Cela permet des études de métrologie des fréquences et des tests…

Scientifique visualisant le battement de deux lasers ultrastables transmis par lien optique fibré (câbles jaunes). Ces lasers ultrastables, raccordés aux signaux émis par l'horloge atomique à strontium du NPL (National Physical Laboratory) au Royaume-Uni et par celle du SYRTE (Système de Référence Espace-Temps) à Paris, sont transmis par fibres optiques, reçus et comparés au LPL (Laboratoire de Physique des Lasers) à Villetaneuse. Cela permet des études de métrologie des fréquences et des tests…

Nettoyage de l'extrémité d'une fibre optique (câble jaune). Cette fibre transmet le signal d’un laser ultrastable du NPL (National Physical Laboratory) au Royaume-Uni et rend possible la comparaison des horloges atomiques du NPL et du SYRTE (Système de Référence Espace-Temps) à Paris. Cela permet des études de métrologie des fréquences et des tests de théories physiques comme la relativité générale. L'horloge à strontium du SYRTE sert également de référence locale de fréquence au LPL.

Manipulation des fibres optiques (câbles jaunes) du panneau gérant la distribution optique locale du LPL (Laboratoire de Physique des Lasers). Le signal optique transmis par une fibre optique de 43 km du LPL au SYRTE (Système de Référence Espace-Temps) à Paris, et raccordé aux horloges atomiques du SYRTE, est distribué par ces fibres. Cela permet des études de métrologie des fréquences et des tests de théories physiques comme la relativité générale. L'horloge à strontium du SYRTE sert également…

Manipulation des fibres optiques (câbles jaunes) du panneau gérant la distribution optique locale du LPL (Laboratoire de Physique des Lasers). Le signal optique transmis par une fibre optique de 43 km du LPL au SYRTE (Système de Référence Espace-Temps) à Paris, et raccordé aux horloges atomiques du SYRTE, est distribué par ces fibres. Cela permet des études de métrologie des fréquences et des tests de théories physiques comme la relativité générale. L'horloge à strontium du SYRTE sert également…

Optimisation d'un montage instrumental de transfert de fréquence par lien optique fibré (câbles jaunes). Des lasers ultrastables, raccordés aux signaux émis par l'horloge atomique à strontium du NPL (National Physical Laboratory) au Royaume-Uni et par celle du SYRTE (Système de Référence Espace-Temps) à Paris, sont transmis par fibres optiques, reçus et comparés au LPL (Laboratoire de Physique des Lasers) à Villetaneuse. Cela permet des études de métrologie des fréquences et des tests de…

Optimisation d'un montage instrumental de transfert de fréquence par lien optique fibré (câbles jaunes). Des lasers ultrastables, raccordés aux signaux émis par l'horloge atomique à strontium du NPL (National Physical Laboratory) au Royaume-Uni et par celle du SYRTE (Système de Référence Espace-Temps) à Paris, sont transmis par fibres optiques, reçus et comparés au LPL (Laboratoire de Physique des Lasers) à Villetaneuse. Cela permet des études de métrologie des fréquences et des tests de…

Optimisation d'un montage instrumental de transfert de fréquence par lien optique fibré. Des lasers ultrastables, raccordés aux signaux émis par l'horloge atomique à strontium du NPL (National Physical Laboratory) au Royaume-Uni et par celle du SYRTE (Système de Référence Espace-Temps) à Paris, sont transmis par fibres optiques, reçus et comparés au LPL (Laboratoire de Physique des Lasers) à Villetaneuse. Cela permet des études de métrologie des fréquences et des tests de théories physiques…

Scientifique optimisant un montage instrumental de transfert de fréquence par lien optique fibré. Des lasers ultrastables, raccordés aux signaux émis par l'horloge atomique à strontium du NPL (National Physical Laboratory) au Royaume-Uni et par celle du SYRTE (Système de Référence Espace-Temps) à Paris, sont transmis par fibres optiques, reçus et comparés au LPL (Laboratoire de Physique des Lasers) à Villetaneuse. Cela permet des études de métrologie des fréquences et des tests de théories…